Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Nejistoty měření průtoku na stokových sítích a jejich vliv na kalibraci srážko-odtokového modelu Lukáš Novák David Stránský, Ph.D. Katedra zdravotního.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Nejistoty měření průtoku na stokových sítích a jejich vliv na kalibraci srážko-odtokového modelu Lukáš Novák David Stránský, Ph.D. Katedra zdravotního."— Transkript prezentace:

1 Nejistoty měření průtoku na stokových sítích a jejich vliv na kalibraci srážko-odtokového modelu Lukáš Novák David Stránský, Ph.D. Katedra zdravotního a ekologického inženýrství České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební

2 Obsah prezentace 1.Úvod 2.Cíle 3.Metodika 4.Případová studie 5.Závěr

3 1. Úvod Měření, odchylka X nejistota zdroj: Lei J. H. (1996) odchylka … rozdíl mezi „správnou“ a měřenou hodnotou nejistota … statisticky definovaný interval v němž se nachází „správná“ hodnota měřené veličiny „správná“ hodnota X čas hodnota X systematická odchylka hrubá odchylka náhodná odchylka interval spolehlivosti průměrná hodnota X pravděpodobné rozdělení funkce

4 1. Úvod Srážko-odtokové simulační modely nutnost kalibrace modelu srážková data data o průtocích ve s.s. kvalita výstupů modelu při kalibraci nemůže být lepší než kvalita použitých naměřených dat kvalita dat kvalita měření … A Guide to Short Term Flow Surveys of Sewer Systems (1987) nejistota … Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (1993)

5 2. Cíle  identifikace nejistoty měření průtoků  kvantifikace nejistoty měření průtoku způsobené použitou monitorovací sestavou  vyhodnocení vlivu kvantifikované dílčí nejistoty na kalibraci s.-o. modelu  aplikace – modelový příklad

6 3. Metodika  Identifikace nejistot  Kvantifikace nejistot  Aplikace kvantifikovaných nejistot na kalibraci s.-o. modelu

7 3.1 Identifikace nejistoty měření průtoku Zdroje nejistoty  měřící přístroje a systémy  použité metody měření  podmínky měření  konstanty a součinitelé použité při vyhodnocení  vztahy, závislosti a metody použité pro vyhodnocení zdroj: Richard Allitt Associates Ltd. (2005) vhodný X nevhodný měrný profil

8 zdroj: EPA (2003) Použitá metoda měření nejistota použité monitorovací sestavy nejistota použité monitorovací sestavy metoda rychlost/plocha ultrazvukové měření výšky plnění ultrazvukové měření maximální rychlosti 3.1 Identifikace nejistoty měření průtoku Q = S.v max.GAIN

9 nejistota typu A nejistota typu A  výsledkem statistické analýzy souboru měření  počet měření n ≥ 10 nejistota typu B nejistota typu B  vychází z jiného než statistického vyhodnocení  je možno odhadnout i vliv náhodných odchylek  vychází se z dílčích nejistot jednotlivých zdrojů u Bzi  součinitel zvolené aproximace rozdělení pravděpodobnosti … k kombinovaná nejistota kombinovaná nejistota Typy nejistot 3.2 Kvantifikace nejistoty měření průtoku

10 metoda citlivostní analýzy metoda citlivostní analýzy Propagace dílčích nejistot rozšířená nejistota rozšířená nejistota 95% hladina spolehlivosti … k r = 1,96 hladina spolehlivosti [%] koeficient rozšíření k r [-] Kvantifikace nejistoty měření průtoku

11 Porovnání simulovaných a naměřených veličin 3.3 Aplikace kvantifikované nejistoty na kalibraci s.-o. modelu kritéria pro posouzení kritéria pro posouzení  celkový objem události  maximální průtok Q [m 3 /h] Qp,sQp,s VsVs Čas [h] Qp,mQp,m VmVm Q [m 3 /h] X měřený hydrogramsimulovaný hydrogram

12 4. Případová studie Zájmového povodí & modeling & monitoring  dešťová kanalizace v Praze - Kunraticích  plocha odvodňovaného území 12,4 ha  52% nepropustných ploch zdroj: ADS Environmental Services (2004)  monitorovací kampaň  srážkoměr SR49  průtokoměr ADS Model 3600  simulační prostředek MOUSE 2003  model povrchového odtoku – metoda T/A  model proudění ve s.s. – Saint Venantovy rce.

13 měření průtoku v měrném profilu probíhá za ideálních podmínek – „nerozvlněná“ hladina, homogenní vlastnosti vzduchu, apod. měření průtoku v měrném profilu probíhá za ideálních podmínek – „nerozvlněná“ hladina, homogenní vlastnosti vzduchu, apod. neexistuje stochastická závislost, korelovatelnost, opakovaných měření neexistuje stochastická závislost, korelovatelnost, opakovaných měření naměřené srážkové hodnoty platí pro všechna místa sledovaného povodí naměřené srážkové hodnoty platí pro všechna místa sledovaného povodí matematický popis s.-o. procesů v simulačním modelu naprosto věrně zachycuje reálný stav matematický popis s.-o. procesů v simulačním modelu naprosto věrně zachycuje reálný stav Předpoklady 4. Případová studie

14 pravděpodobnostní rozdělení funkce normální rozdělení … k = 3 normální rozdělení … k = 3 rovnoměrné rozdělení … k = √3 rovnoměrné rozdělení … k = √3 Dílčí nejistoty měření průtoku 4. Případová studie nejistotatyp nejistotyPDF kvantifikovaná nejistota poznámka určení profilu typ A-u A (D) = 0,00194 [m] statistické vyhodnocení 20-ti měření profilu typ BRu B (D) = 0,00129 [m]E m = 1 mm, E o = 2 mm kombinovaná-u C (D) = 0,00233 [m]- měření výšky plnění potrubí typ BN u B (h) = 0,0010 [m] uvažuje se vyšší hodnota nejistoty u B (h) = 0,0016.h [m] měření maximální rychlosti typ B Nu B (v max ) = 0,02230 [m/s]rychlost (0,00 až 1,50 m/s) Nu B (v max ) = 0,03245 [m/s]rychlosti (1,50 až 3,00 m/s) Nu B (v max ) = 0,07305 [m/s]rychlosti (3,00 až 4,57 m/s) stanovení GAIN typ BN u B (GAIN(u B (h))) = 0,00017 až 0,00094 [-] velikost nejistoty závisí na výšce plnění potrubí

15 standardně určena konstantou standardně určena konstantou použit simulační prostředek FLUENT použit simulační prostředek FLUENT odvozena z nejistoty měření výšky plnění profilu odvozena z nejistoty měření výšky plnění profilu Dílčí nejistota - určení hodnoty GAIN 4. Případová studie

16 Výsledky citlivostní analýzy 4. Případová studie

17 vyhodnocení nejistoty metodou citlivostní analýzy na 95%-ní hladině spolehlivosti vyhodnocení nejistoty metodou citlivostní analýzy na 95%-ní hladině spolehlivosti Nejistoty měření průtoku v měrném profilu 4. Případová studie

18 M – měření S – simulace S „klasický“ přístup zahrnutí nejistot měření průtoku Modch. [%]M objem [m 3 ] 118,9115,4 3,0 108,4 až 122,4 9,7 až -2,9 max. průtok [l/s] 53,0051,68 2,6 49,44 až 53,92 7,2 až -1,7 M – měření S – simulace S „klasický“ přístup zahrnutí nejistot měření průtoku Modch. [%]M objem [m 3 ] 216,0232,3 -7,0 217,1 až 247,5 -0,5 až -12,7 max. průtok [l/s] 87,0089,81 -3,1 85,03 až 94,58 2,3 až -8,0 kalibrační událost - s. úhrn 4,8 mm, doba trvání 74 min verifikační událost - s. úhrn 8,4 mm, doba trvání 232 min Vliv nejistot měření průtoku při kalibraci simulačního modelu 4. Případová studie

19 5. Závěr identifikovány nejistoty měření průtoku identifikovány nejistoty měření průtoku kvantifikovány nejistoty způsobené monitorovací sestavou kvantifikovány nejistoty způsobené monitorovací sestavou min. rozšířená nejistota 3,5% na 95%-ní hl. spol. min. rozšířená nejistota 3,5% na 95%-ní hl. spol. rozšířená nejistota 10 l/s rozšířená nejistota 10 l/s posouzen vliv vyjádřené nejistoty na vyhodnocení kalibrace s.-o. modelu posouzen vliv vyjádřené nejistoty na vyhodnocení kalibrace s.-o. modelu nejistoty způsobené podmínkami měření? nejistoty způsobené podmínkami měření? jaká kritéria zvolit pro vyhodnocení modelu? jaká kritéria zvolit pro vyhodnocení modelu? jaké odchylky mezi simulovanou a naměřenou hodnotou jsou přípustné? jaké odchylky mezi simulovanou a naměřenou hodnotou jsou přípustné?

20 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Nejistoty měření průtoku na stokových sítích a jejich vliv na kalibraci srážko-odtokového modelu Lukáš Novák David Stránský, Ph.D. Katedra zdravotního."

Podobné prezentace


Reklamy Google